（國網(wǎng)浙江臨海市供電公司,浙江 臨海 317000）

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隨著我國城市化建設(shè)步伐逐步加快，城市配電網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)也引起越來越多的關(guān)注，電網(wǎng)合理規(guī)劃和運行是城市社會、經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵。本文通過對配電系統(tǒng)規(guī)劃和運行理念進行探討，為優(yōu)化建設(shè)智能供電系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

供電能力；智能電網(wǎng)；規(guī)劃與運行

1 智能配電網(wǎng)供電能力理念

電網(wǎng)供電能力主要由配電系統(tǒng)和輸電系統(tǒng)二者聯(lián)合作用決定，在配電系統(tǒng)中電網(wǎng)的最大供電能力主要指變電站產(chǎn)生的電能，以及與配電系統(tǒng)間電能轉(zhuǎn)換的能力，通常情況下，最大供電能力是在最大運行負(fù)荷下配電系統(tǒng)所提供的電能。目前，我國已開展對配電系統(tǒng)的供電能力研究工作，主要可分為以下三個階段：

第一階段：本階段主要針對電網(wǎng)內(nèi)的變電容量和配電系統(tǒng)供電能力進行分析研究，未對變電站下級配電系統(tǒng)的供電能力進行考慮，因此，所得評估結(jié)果并不能準(zhǔn)確反映配電系統(tǒng)供電能力。

第二階段：基于計算機網(wǎng)絡(luò)對配電系統(tǒng)的供電能力進行核算，該階段由于計算機網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，將計算機融入變電容量計算中，該階段還提出了利用計算機控制電能輸配的構(gòu)想。其計算理念主要基于配電網(wǎng)電力輻射能力以計算各支路和節(jié)點最大負(fù)荷，以及在供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中發(fā)生故障，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷轉(zhuǎn)換的能力等。

第三階段：在前兩個研究階段基礎(chǔ)上，第三階段是對供電能力評估結(jié)果精確化的過程，通過理念和實踐工作經(jīng)驗構(gòu)建供配電能力計算模型，在模型準(zhǔn)則中計算供電能力。近年來，關(guān)于供電能力的理論研究快速發(fā)展，已初步定量化解決國家配電系統(tǒng)的供電能力的評估、建模和求解等問題。

2 配電網(wǎng)運行問題

現(xiàn)階段，我國電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)配電自動化程度逐步增強，配電系統(tǒng)自調(diào)節(jié)系統(tǒng)有助于確保電網(wǎng)安全高效運行。應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)自動控制調(diào)節(jié)電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力強弱，很大程度上提升了將電網(wǎng)系統(tǒng)運行智能化水平，為現(xiàn)代化變電站建設(shè)奠定基礎(chǔ)。此外，城市人民生活和工業(yè)發(fā)展都依托電網(wǎng)建設(shè)，因此，確保電網(wǎng)安全運行，合理提供供電能力是提高電網(wǎng)工作效率，降低運行成本的關(guān)鍵。

為保證配電網(wǎng)高效運行，首先需對配電網(wǎng)中最大負(fù)荷條件下的供電能力進行分析，挖掘電網(wǎng)中的潛在能力。同時，為保證配電網(wǎng)高效運行的安全，還需對電網(wǎng)中安全邊界進行準(zhǔn)確計算，以期在安全運行中獲得最大運行效率。

在配電網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)換負(fù)荷量對增加配電網(wǎng)絡(luò)的操作次數(shù)，但這一不利因素在實際工作中造成的影響并不大。在對供電系統(tǒng)進行規(guī)劃時通常采用最大負(fù)荷設(shè)計供電系統(tǒng)，但實際運行中負(fù)荷往往低于最大負(fù)荷量，該操作可以通過變電站自動轉(zhuǎn)換完成，只有在變電站內(nèi)部轉(zhuǎn)帶機器出現(xiàn)故障時，才需要人工操作完成，因此，實際運行中增加的操作次數(shù)并不多。

3 新形勢下電網(wǎng)規(guī)劃

3.1 智能電網(wǎng)規(guī)劃與傳統(tǒng)規(guī)劃方法比較

傳統(tǒng)規(guī)劃主要按照規(guī)劃導(dǎo)則中提供的規(guī)劃方法，預(yù)測電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷量為變電站和電網(wǎng)線路進行規(guī)劃設(shè)計，目前，我國電網(wǎng)規(guī)劃主要采用該種規(guī)劃方法，但是，現(xiàn)階段我國對于電網(wǎng)建設(shè)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，使得傳統(tǒng)規(guī)劃方法面臨巨大挑戰(zhàn)。

第一，傳統(tǒng)規(guī)劃主要是對電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷量進行預(yù)測，在此基礎(chǔ)上編制電網(wǎng)規(guī)劃方案。這種規(guī)劃方法在我國應(yīng)用十分廣泛，規(guī)劃技術(shù)相對成熟，但是，這種規(guī)劃存在很大的不確定性，因電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷量受多種因素聯(lián)合影響，對負(fù)荷量預(yù)測出現(xiàn)偏差將導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃整體設(shè)計方案出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。第二，傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃將變電站規(guī)劃選址和電網(wǎng)線路布設(shè)分開進行，先選定變電站位置，然后設(shè)計變電站電容量，最后進行電網(wǎng)線路布設(shè)，該方法并未將電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷對電能的影響考慮在內(nèi)，在實際運行過程中，往往導(dǎo)致電網(wǎng)需要增設(shè)新的變電容量以滿足后續(xù)發(fā)展中負(fù)荷量的提升，在工作中經(jīng)常需要更換供配電設(shè)備，增大了運行成本，此外，由于電網(wǎng)內(nèi)電容無法滿足電網(wǎng)負(fù)荷量，也大大降低了電網(wǎng)運行中的安全性。第三，隨著我國城市進程步伐加快，土地利用率逐漸成為規(guī)劃人員和政府管理者普遍關(guān)注的問題。傳統(tǒng)方法建設(shè)的變電站占地面積大，不適合當(dāng)前形勢需要。在此背景下，電網(wǎng)規(guī)劃人員應(yīng)關(guān)注電網(wǎng)建設(shè)長遠(yuǎn)目標(biāo)，在規(guī)劃工作中并入城市發(fā)展趨勢和未來電網(wǎng)負(fù)荷量預(yù)測等相關(guān)因素，不斷更新規(guī)劃技術(shù)，不斷探索電網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方法。

智能電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃方法與傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃方法不同點在于電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測。傳統(tǒng)規(guī)劃是在對電網(wǎng)負(fù)荷進行預(yù)測的基礎(chǔ)上進行電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計，而新規(guī)劃方法是在負(fù)荷未知條件下進行電網(wǎng)設(shè)計。智能電網(wǎng)是在傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)上對電網(wǎng)進行分析和優(yōu)化，采用自動配電系統(tǒng)，能夠快速轉(zhuǎn)換電能量，保證電網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性。因此，在建成區(qū)域內(nèi)規(guī)劃電網(wǎng)時，應(yīng)首先采用智能電網(wǎng)設(shè)計方案，提升電網(wǎng)工作效率。即在已建成電網(wǎng)的基礎(chǔ)上分析要增加的負(fù)荷量，檢驗現(xiàn)有電網(wǎng)內(nèi)供電能力與增后負(fù)荷總量之間的差值，若現(xiàn)有電能無法滿足增后電網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷需求，則應(yīng)重新調(diào)整負(fù)荷在電網(wǎng)系統(tǒng)中的分布情況，改變新增負(fù)荷的位置，或者對配電系統(tǒng)線路結(jié)構(gòu)進行調(diào)整規(guī)劃，改變線路連接方式等，以滿足負(fù)荷要求。

3.2 智能電網(wǎng)規(guī)劃案例分析

如圖1所示為配電網(wǎng)的基礎(chǔ)情況：該電網(wǎng)系統(tǒng)中共有3座變電站，分別標(biāo)為S1，S2，S3，電壓均為110kV，總?cè)萘繛?40 MVA，現(xiàn)階段電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷量為128 MVA，容載比為1.875。對該電網(wǎng)規(guī)劃后期負(fù)荷目標(biāo)為188 MVA，目前新增60MVA，新增負(fù)荷位置見圖1黑點位置所示，分別用L1至L7表示。其中，L1至L4之間負(fù)荷增量為6 MVA，L5、L6和L7新增負(fù)荷為12 MVA。本文運用兩種規(guī)劃設(shè)計方案，結(jié)合電網(wǎng)實際運行條件，選取更為合理的規(guī)劃方案。

方案一：傳統(tǒng)規(guī)劃方案，按照規(guī)劃導(dǎo)則規(guī)定，預(yù)測電網(wǎng)容載比為2.0，為與新增負(fù)荷匹配，電網(wǎng)新增變電容量為120 MVA。因此，按照規(guī)劃導(dǎo)則內(nèi)容，該電網(wǎng)需要新建1座3×40 MVA的變電站，具體位置如圖中S4所示。結(jié)合新增變電站位置選擇情況，本規(guī)劃方案對原電網(wǎng)線路進行調(diào)整，得到具體線路規(guī)劃如圖1中虛線所示。

方案二：智能電網(wǎng)設(shè)計對電網(wǎng)供電能力進行合理優(yōu)化，規(guī)劃具體步驟如下：首先，計算配電網(wǎng)系統(tǒng)中現(xiàn)有TSC為180 MVA，而規(guī)劃負(fù)荷量為188 MVA，實際運行能力未達到規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，但當(dāng)電網(wǎng)充分運行時，TSC 可達252 MVA，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)劃預(yù)期。因此，可以通過調(diào)整電網(wǎng)線路以達到要求，不需要增設(shè)變電站。具體規(guī)劃方案如圖2所示。

表1 兩種規(guī)劃方案對比

由表1可知，傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃方案需增設(shè)變電站，同時，還需對電網(wǎng)線路進行調(diào)整，建設(shè)成本較大。而方案二則是在原有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，調(diào)整電網(wǎng)系統(tǒng)中負(fù)荷和線路分布情況，以滿足負(fù)荷變化。因此，方案二可行性更高。但當(dāng)新增負(fù)荷量較大時，總負(fù)荷大于252 MVA，則應(yīng)選擇方案一。

本文對上述案例進行分析，主要得出以下結(jié)論：

（1）在對現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)進行分析研究基礎(chǔ)上，對電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和供電能力進行優(yōu)化調(diào)整；

（2）通過調(diào)整電網(wǎng)系統(tǒng)中負(fù)荷分布情況，以提高電網(wǎng)的供電能力與負(fù)荷之間的匹配度。優(yōu)化后的電網(wǎng)規(guī)劃與傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃最大不同點在于規(guī)劃設(shè)計理念，傳統(tǒng)規(guī)劃重要對變電站容量進行分析，布置供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計；而優(yōu)化后的供電系統(tǒng)則優(yōu)先考慮網(wǎng)絡(luò)新增負(fù)荷量，再結(jié)合新增變電容量進行網(wǎng)絡(luò)布設(shè)。優(yōu)化后的規(guī)劃設(shè)計有助于解決目前我國所面臨的電網(wǎng)線路緊張、資金利用效率低等問題，能夠降低電網(wǎng)建設(shè)投資金額。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國電力需求不斷提高，配電網(wǎng)絡(luò)運行過程中存在的問題日益凸顯，改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計理念，對電網(wǎng)規(guī)劃、供電能力優(yōu)化設(shè)計逐步成為新的探索領(lǐng)域。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗和實例進行分析闡述，為相關(guān)理論研究提供新思路。

[1]黃平.實現(xiàn)電網(wǎng)智能規(guī)劃建設(shè)統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)[J].電力信息化，2009（09）.

[2]肖峻,張躍.基于供電能力的配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)有效性評價與化簡方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2012（08）.

[3]楊寧.智能電網(wǎng)規(guī)劃在電力技術(shù)及電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].中國電力教育，2011（30）.

供電能力優(yōu)化下智能電網(wǎng)的規(guī)劃與運行

孫海玉,單劍敏